Альпийн нурууны хад асган дунд байрлах Адроны их хурдасгуурыг 3 жил завсарласны эцэст дахин ажиллуулж эхлэх шийдвэрийг Европын цөмийн судалгааны байгууллага /ЦЕРН/ өнгөрсөн долоо хоногт гаргалаа. Ингэснээр энэхүү аварга том төхөөрөмж сүүлийн 100 жилд физикийн салбарт гараагүй асар том хувьсгалыг хийж, дэд атомын цоо шинэ бөөмсийг нээн илрүүлж чадна хэмээн эрдэмтэд найдаж байна.
Байгаль дахь 5 дахь хүчийг нээн илрүүлэхээс гадна Орчлон ертөнцийн ихэнх хэсгийг бүрдүүлж буй үл үзэгдэх “хар матери” гэгч зүйл бодитойгоор оршдог болохыг баталж чадна хэмээн эрдэмтэд ихээхэн найдлага тавьж байгаа ажээ.
2018 онд уг коллайдерт их засвар хийж, шинэчлэхийн тулд түр хугацаагаар хаажээ. Тодорхой хэсэг хугацааны дараа дахин ажиллуулахаар төлөвлөсөн боловч цар тахлын улмаас хойшлогдсон байна. Гэсэн хэдий ч ЦЕРН-ий багийн эрдэмтэд бөөмсийн хурдасгуурт хэд хэдэн шинэчлэлийг хийж амжуулжээ.
Өмнө нь 2009-2013 он ба 2015-2018 онд амжилттай ажиллаж байсан уг хурдасгуурыг гуравдахь удаагаа дахин ажиллуулж буй нь энэ юм. Хурдасгуур нь бөөмсийг гэрлийн хурдтай ойролцоо хурдаар хурдасгаснаар бөөмсүүд хоорондоо мөргөлдөнө. Дэлхий дээр хамгийн томд тооцогдох 27 км урттай энэ төхөөрөмж секунд тутамд хэдэн зуун сая мөргөлдөөнийг үүсгэх боломжтой.
Хурдассан бөөмсийн багцуудыг коллайдерт оруулж өгдөг хурдасгуурын инжекторын хүчин чадлыг ЦЕРН-ий мэргэжилтнүүд нэмэгдүүлжээ. ЦЕРН-ийн мэдээлэлд дурдсанаар, 2018 онд дууссан 2 дахь шатны туршилтын явцад бөөмсийн багцыг 6,5 тераэлектронвольт энергид хүртэл хурдасгаж чадсан бол өдгөө энэ үзүүлэлт 6,8 ТэВ-д хүрээд байна.
Энергийг нэмэгдүүлэхийн тулд протоны багцуудыг чиглүүлж байдаг коллайдер доторх олон мянган хэт дамжуулагч соронзууд илүү хүчтэй цахилгаан гүйдэлд “дасан зохицож сурах” ёстой. Энэ тохиргоог хийхийн тулд 12 мянга орчим удаа сорил явуулсан байна.
Коллайдерын /хурдасгуур/ хүчин чадлыг нэмэгдүүлснээр бөөмсийг илүү их энергид хүртэл хурдасгах боломжтой болно. Асар их энергитэй бөөмсийн мөргөлдөөний үр дүнгийн талаарх өгөгдлүүд нь бөөмсийн төлөв байдлын шинэ шинэ зүй тогтлуудыг илрүүлэх боломжийг олгоно.
Адроны хурдасгуурт хэт их энергийг бий болгож чадсан тохиолдолд хар матери, хар энерги зэрэг оньсого мэт учир битүүлэг үзэгдлүүдийг судлах боломжтой. Ийм үзэгдлүүд байдаг гэдгийг эрдэмтэд урьдчилан таамаглаж байгаа хэдий ч үүнийгээ баталж чадахгүй байгаа юм.
Шинэ оньсогууд
2012 онд Адроны хурдасгуурын тусламжтайгаар эрдэмтэд Хигссийн бозон гэдэг эгэл бөөмийг илрүүлсэн билээ. Ийм бөөм оршин байдаг гэдгийг Стандарт загварын онолоор урьдчилан таамаглаж байв. Хэрвээ Хиггсийн бозон байхгүй бол бидний мэддэг эгэл бөөмс массгүй байх байв.
Өнөөг хүртэлх хугацаанд Адроны их хурдасгуур дээр хийгдсэн туршилтуудын үр дүнгүүдийг /тухайлбал Хиггсийн бозон/ эгэл бөөмсийн физикийн 1970-аад оны үед бий болсон Стандарт загварын онолын хүрээнд тайлбарладаг. Гэтэл өдгөө энэ онолын хүрээ хязгаарлагдмал болжээ. Тодруулбал, физикийн ухаан дахь хамгийн учир битүүлэг таамаглалуудын нэг болох хар материйн шинж байдлыг урьдчилан тодорхойлж чадахгүй байна.
ЦЕРН-ийн хамгийн том 4 детекторын нэгэн дээр хийсэн LHCb туршилтын явцад цуглуулсан өгөгдлүүд нь Стандарт загвараар тайлбарлах боломжгүй бөөмсийн төлөв байдлыг харуулж байна.
Туршилтын явцад “гоё кваркууд” гэж нэрлэгддэг бөөмсийн задралыг судалсан байна. Онолын төсөөллөөр бол, эдгээр бөөмс нь ижил магадлалтайгаар электронууд ба мюонуудад задрах ёстой. Гэтэл “гоё кваркууд” мюонууд болж задрах тохиолдол 15 хувиар цөөн байсан нь физикийн ухаанд мэдэгдээгүй өөр ямар нэгэн шинэ хүчин зүйл байж магадгүй гэсэн таамаглалыг төрүүллээ. Энэ нь магадгүй суурь харилцан үйлчлэлийн шинэ хэлбэр байж болох юм.
Эрдэмтэд шинэ нээлтийг хүлээсээр
Адроны их хурдасгуур Швейцарь-Францын хил дээр, Женев хотоос холгүй оршино. Холоос ажихад, офисын барилгууд, нийтийн байрнууд, нямбайлан тэгшилж зассан зүлэг ногоон талбайнууд, алдартай физикчдийн нэрэмжит тахир мурий гудамжнууд үзэгдэнэ.
Харин энэ бүхний дор 100 м-ийн гүнд шинжлэх ухааны жинхэнэ сүм оршино. Нийтлэлийг бичигч миний бие /ВВС агентлагийн шинжлэх ухааны тоймч/ манай эрин үеийн хамгийн агуу нээлтүүдийн нэг болох Хигссийн бозоныг илрүүлсэн Адроны их хурдасгуурын аварга том детекторуудын нэгийг өөрийн нүдээр харлаа. Atlas гэдэг нэртэй энэ детектор 46 м урт, 25 м өндөр бөгөөд 7 мянган тонн жинтэй.
Өмнөхөөс илүү богино хугацаанд илүү олон тооны бөөмсийн мөргөлдөөнийг үүсгэхийн тулд Адроны их хурдасгуурыг шинэчлэх ажлыг инженерүүд сүүлийн 3 жилийн турш хийж байна. Шинэ программ хангамжийг бий болгосноор туршилтын өгөгдлүүдэд хиймэл оюун ухааны тусламжтайгаар хайлт хийж, эрдэмтдийн сонирхлыг хамгийн ихээр татаж буй мэдээллүүдийг цуглуулж хадгалах юм.
Энэ оны эцэст Хигссийн бозоныг нээсний 10 жилийн ой тохионо. Үүний зэрэгцээ анхаарал татаж буй нэгэн зүйл бол, бараг 5 тэрбум долларын өртөгтэй, жил бүр 1 тэрбумын зардлаар ажилладаг энэ хурдасгуур дээр Хиггсийн бозоноос хойш томоохон гэхээр нээлт хийгээгүй явдал юм.
Бөөмсийн хамгийн том хурдасгуур нь суурь харилцан үйлчлэлийн 5 дахь хэлбэр болох хар энергийг илрүүлнэ, эсвэл физикийн талаарх бидний ойлголтыг өөрчилж чадах ямар нэгэн бөөмийг илрүүлнэ гэж олон хүн найдаж байлаа.
Хурдасгуурын үйл ажиллагааны 3 дахь үе шат 2024 он хүртэл үргэлжлэх бөгөөд үүний дараа түүнийг дахин унтраах юм. New Scientist сэтгүүлд бичсэнээр, ээлжит завсарлагааны үеэр дахин их засвар, шинэчлэлт хийх бөгөөд үүний дүнд протоны багцуудыг нарийсгаж, нэгэн зэрэг явагдах мөргөлдөөний тоо 40 байсныг /2018 он/ 120-150 болгож нэмэгдүүлэх ажээ.
Нэлээд том шинэчлэлт хийсний дараа уг хурдасгуур 2028 онд дахин ажиллаж эхлэхдээ “Өндөр гэрэлтэлттэй Адроны их хурдасгуур” гэсэн нэртэй болох гэнэ.
Б.Адъяахүү
Эх сурвалж: ВВС